[實用新型]一種光纖無源式風速測量裝置

有效

• 申請號: 201621096331.0
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN206193025U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李路明;張治國;朱倩;劉賜麟;孫元順;黃世信
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網江西省電力公司信息通信分公司;北京郵電大學
• 主分類號: G01P5/06
• 分類號: G01P5/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術領域

本實用新型涉及基于光纖光柵傳感技術的風速檢測技術領域，尤其涉及一種光纖無源式風速測量裝置。

背景技術

目前測量空氣流速的儀器廣泛應用于各領域，如電力、鋼鐵、石化、節能等行業，日常生活中，很多行業都需要用到風速監測裝置，如風扇制造業、出海捕撈業、抽風排風供暖系統等等，都需要利用風速測量裝置進行風速、風溫、風量的測量。現有的風速測量裝置分為兩大類：有源測量裝置和無源測量裝置，如電子風杯式、熱線式、超聲波式、多普勒頻移式以及皮托管式均屬于有源測量；而光纖光柵接觸式測量風速。在有源測量裝置中較為常用的是電子式風速測量技術，其以電子信息處理技術為基礎的特點注定其將受到有源供電、易受電磁干擾、信號遠程傳輸不穩定、數據傳輸容量受限等因素的制約，限制了其應用環境的局限性，尤其是在一些強磁、強電環境下電子式風速測量設備的安全性和可靠性收到了極大的挑戰。

而光纖光柵傳感技術的出現，除突破了有源供電和強電、強磁等干擾因素的限制外，還具有靈敏度高、體積小、質量輕、成本低的優點，并且具有本征自相干能力強和在一根光纖上利用復用技術實現多點復用、多參量分布式區分測量的獨特優勢。雖然現有的光纖光柵傳感技術的無源在線風速監測方法，能夠彌補現有電子式風速測量裝置傾角測量方法的不足，有利于計算機遠程監測和多元化分析，但是現有的光纖光柵傳感技術的無源在線風速監測裝置采用接觸式，長時間的接觸摩擦會造成風速監測裝置的磨損與老化，影響裝置的正常工作；并且，現有的光纖光柵傳感技術的無源在線風速監測裝置是通過獲取波長數據來測量風速的，而在風速的監測過程中，光纖光柵應變傳感器周圍的溫度會產生變化，溫度的變化會影響光纖光柵應變傳感器，即對中心波長產生影響，從而不能保證風速測量的精確度和可靠性。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型提供一種光纖無源式風速測量裝置，用于解決現有光纖光柵風速測量裝置存在的磨損、老化的問題以及溫度的變化降低風速測量的精確度和可靠性的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種光纖無源式風速測量裝置，包括固定底盤、風杯結構以及光纖光柵應變傳感器；所述固定底盤上設有能夠相對所述固定底盤轉動的中心轉軸，所述中心轉軸上連接有所述風杯結構和轉動圓盤，所述轉動圓盤上設有磁鐵；所述光纖光柵應變傳感器設置在懸臂梁的懸臂上，所述懸臂梁的自由端設有能夠與所述轉動圓盤的磁鐵在軸向方向上相對的磁鐵。

其中，所述中心轉軸通過軸承固定裝置設置在所述固定底盤上。

其中，所述中心轉軸貫穿所述固定底盤和所述軸承固定裝置，所述中心轉軸的一端與所述風杯結構連接，所述中心轉軸的另一端固定在所述轉動圓盤的中心區域。

其中，所述懸臂梁設置在所述固定底盤上。

其中，所述光纖光柵應變傳感器焊接在所述懸臂梁上。

其中，所述風杯結構為三杯式風杯結構。

其中，所述風杯結構的風杯為半圓式。

其中，所述風杯結構的材料為鋁。

其中，所述轉動圓盤的材料為鋁。

(三)有益效果

與現有技術相比，本實用新型所提供的光纖無源式風速測量裝置具有如下有益效果：

1、本實用新型的光纖無源式風速測量裝置，采用在轉動圓盤和懸臂梁結構對應位置設置磁鐵的方法，利用非接觸的磁力作用將風速量化為一個周期性變化的應力。該設計一方面可以減少硬性連接裝置長期工作對裝置帶來的磨損，另一方面通過對應變頻率的檢測能夠消除溫度變化對測量結果的影響，極大的提高了風速測量的精確度和可靠性；

2、本實用新型的光纖無源式風速測量裝置，采用半圓式的風杯，該結構可以增大受風面積，增大受風力度，有效提高啟動風速；采用無磁的鋁材料制的轉動圓盤，避免磁性的干擾給裝置帶來的性能劣變；采用軸承固定中心轉軸的方式，可以消除中心轉軸與固定結構的摩擦，降低裝置的啟動風速，消除因摩擦給裝置零部件帶來的損害，從而改善裝置的性能，保證裝置的靈活性和實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的光纖無源式風速測量裝置的結構示意圖；

圖中，1：風杯結構；2：軸承固定結構；3：中心轉軸；4：底盤；5：轉動圓盤；6：磁鐵；7：懸臂梁；8：光纖光柵應變傳感器。

具體實施方式